Биологическое царство Kingdom¶

Kingdom (в биологической систематике — «царство») — один из высших таксономических рангов в иерархии органического мира, объединяющий родственные типы (отделы) организмов на основе общности происхождения, строения и физиологии. В современной биологии понятие «kingdom» используется как синоним русского термина «царство» и является вторым уровнем классификации после домена (надцарства). Термин происходит от латинского regnum и был введён в научный обиход ещё в античности, однако его современное содержание сформировалось лишь в XVIII–XX веках.

¶История развития концепции

¶От Аристотеля до Линнея

Первые попытки разделения живых существ на крупные группы предпринял древнегреческий философ Аристотель (IV век до н. э.), который разделил всё живое на растения и животных. Эта двучленная система просуществовала более двух тысячелетий. В XVII веке Антони ван Левенгук открыл микроорганизмы, которые первоначально относили то к растениям, то к животным.

Решающий вклад в формирование таксономической иерархии внёс Карл Линней в работе Systema Naturae (1735). Он установил три царства природы: животные (Animalia), растения (Vegetabilia) и минералы (Mineralia). Позже минералы были исключены из биологической классификации, а Линней закрепил за царствами место высших рангов в системе органического мира.

¶Эпоха микроскопии и многоклеточности

В 1866 году немецкий зоолог Эрнст Геккель, основываясь на открытиях в области протистологии, предложил выделить третье царство — Protista — для одноклеточных организмов, не вписывающихся в дихотомию «растения-животные». В 1938 году американский биолог Герберт Коупленд разделил организмы на четыре царства: Monera (бактерии), Protista, Plantae и Animalia. В 1959 году Роберт Уиттекер добавил пятое царство — Fungi (грибы), отделив их от растений по признаку гетеротрофного питания и особенностям строения клеточной стенки.

¶Современная система

¶Шесть царств и три домена

Во второй половине XX века Карл Вёзе на основе анализа рибосомальной РНК установил фундаментальное различие между бактериями и археями, что привело к созданию системы трёх доменов (1990): Bacteria, Archaea и Eukaryota. Внутри домена эукариот традиционно выделяют четыре царства:

• Животные (Animalia) — гетеротрофные многоклеточные организмы с активным движением;
• Растения (Plantae) — автотрофные организмы, осуществляющие фотосинтез;
• Грибы (Fungi) — гетеротрофные организмы с осмотрофным питанием и хитиновой клеточной стенкой;
• Протисты (Protista) — сборная группа эукариотических микроорганизмов, не относящихся к трём вышеуказанным царствам.

Бактерии и археи в некоторых системах рассматриваются как самостоятельные царства, что даёт общее число шесть. Однако статус протистов остаётся дискуссионным: молекулярно-филогенетические исследования показывают, что эта группа является парафилетической, то есть не происходит от единого общего предка.

¶Альтернативные классификации

В XXI веке с развитием филогеномики всё большее распространение получает система, в которой традиционные царства заменяются эволюционными кладами. Например, Международное общество протистологов (2005, 2012) выделяет в составе эукариот такие крупные группы, как Archaeplastida, Opisthokonta, Amoebozoa, SAR (Stramenopiles, Alveolata, Rhizaria) и другие. В этой системе царство в линнеевском понимании утрачивает жёсткие границы, уступая место монофилетическим таксонам.

¶Критерии выделения царств

Принадлежность организма к тому или иному царству определяется совокупностью признаков:

1. Тип питания: автотрофный (фотосинтез) или гетеротрофный (поглощение готовых органических веществ);
2. Строение клетки: наличие клеточной стенки, её химический состав (целлюлоза у растений, хитин у грибов), отсутствие или наличие пластид;
3. Уровень организации: одноклеточность или многоклеточность, наличие тканей и органов;
4. Способ размножения и жизненный цикл: наличие смены поколений, спорообразование и пр.

Эти критерии не всегда однозначны: существуют промежуточные формы (например, эвглена зелёная сочетает признаки растения и животного), что делает границы между царствами в значительной степени условными.

¶Значение и применение

¶В науке

Таксономический ранг kingdom используется в биологической систематике как базовый уровень для построения эволюционного древа жизни. Он лежит в основе сравнительной анатомии, физиологии, биохимии и генетики. Понимание принадлежности организма к царству позволяет прогнозировать его метаболические пути, экологическую роль и родственные связи.

¶В образовании и медицине

Школьные и вузовские курсы биологии традиционно строятся вокруг пяти- или шестицарственной системы, что обеспечивает дидактическую простоту изложения. В медицине и ветеринарии разделение на царства имеет практическое значение: так, антибиотики, эффективные против бактерий (царство Bacteria), бесполезны при грибковых инфекциях, а противопротозойные препараты направлены на представителей Protista.

¶В сельском хозяйстве и биотехнологии

Классификация культурных растений, домашних животных, патогенных грибов и полезных микроорганизмов по царствам определяет стратегии селекции, защиты растений и промышленного культивирования. Например, дрожжи, относящиеся к царству Fungi, используются в хлебопечении и виноделии, а цианобактерии (в некоторых системах — отдельное царство) применяются в биотехнологии для получения биотоплива.

¶Критика и перспективы

Традиционная система царств подвергается критике за искусственность и антропоцентризм. Противники указывают, что протисты объединяют организмы, различающиеся сильнее, чем, например, растения и животные. Кроме того, вирусы, не имеющие клеточного строения, вообще не включаются ни в одно из царств, хотя и обладают наследственным материалом.

Современная систематика всё чаще опирается на кладистический подход, где таксоны определяются исключительно по общности происхождения. В результате число «царств» может варьировать от трёх до восьми и более в зависимости от принятой классификации. Тем не менее, термин kingdom сохраняет своё значение как инструмент первичной ориентации в многообразии жизни и как обязательный элемент международного кодекса биологической номенклатуры.